Heszberger Zalán és kutatótársai hálózat- és adattudományi módszerekkel részletesen vizsgálták az emberi agy struktúrájában a navigációs maghálózatok jelenlétét. Az eredmények szerint a tisztán geometriai információk alapján szintetizált, minimális számú élet tartalmazó és maximálisan navigálható maghálózat élei konzisztensen és nagymértékben megtalálhatók az emberi agy idegpályái által alkotott rendszerben.
Az elmúlt bő egy évtizedben az MRI technológia és a hozzá kapcsolódó diffúziós spektrum alapú képalkotás (DSI) jelentős mértékben előmozdította az emberi agy idegpályáinak neminvazív feltérképezését. A szürkeállomány egyre nagyobb felbontású parcellázásával, és ezen részeket összekötő idegpályák azonosításával lehetővé válik az emberi agy strukturális felépítésének vizsgálata hálózattudományi módszerekkel is. A TMIT tanszéken működő hálózattudományi kutatócsoport az elmúlt években jelentős kompetenciát épített a hálózati idegtudomány területén, elsősorban agyhálózatok adattudományi eszközökkel történő vizsgálatában. A világ vezető hálózati idegtudósai (Olaf Sporns és társai, Indiana University, ) biztosították a TMIT kutatói számára a jó minőségű mérési adatokat. Köszönhető volt ez a TMIT kutatói korábbi, nagy nemzetközi visszhangot kiváltó felfedezésének is, miszerint a teljesen szintetikus Nash egyensúlyi navigációs vázak nagymértékben jelen vannak valós hálózatokban (pl. az emberi agyban is) https://index.hu/tudomany/2015/07/06/bme_vik_nature_halozatok_nash_equilibrium/. A rendelkezésre álló adatok 5 különböző felbontásban tartalmaznak idegpálya hálózatokat, amelyek 40 alanytól származnak. A kutatók az agyterületek háromdimenziós koordinátái alapján létrehozták azokat a teljesen szintetikus hálózatokat, amelyek minimális költséggel képesek maximális navigálhatóságot (kommunikációt) biztosítani. Ezek után vizsgálták a szintetikus navigációs vázhálózatok jelenlétét az összesen 200 db strukturális agyhálózatban. Az eredmények kimutatták, hogy a navigációs vázak nagymértékben (84-51 %) jelen vannak az idegpályák alkotta hálózatokban, annak ellenére, hogy az alanyok mérése által keletkezett idegpálya összeköttetések jelentős anatómiai változatosságot mutatnak. Az egyes felbontásokon belül a strukturális navigálhatóság szintje kis varianciájú, valamint a navigációs maghálózatok jól követik az agyhálózatok mintázatát. A kutatók azt is kimutatták, hogy a navigálhatóság olyan idegpályákhoz köthetők, amelyek anatómiailag erősek és előfordulási gyakoriságuk a különböző agyhálózatokban magas. A nagyobb felbontású agyhálózatokban a navigációs magok jelenlétének csökkenése kapcsán a kutatók felhívták arra a figyelmet, hogy a szürkeállomány barázdáltsága miatt az elemzésekben a háromdimenziós euklideszi távolságszámítás részletesebb agyparcellázás esetén egyre kevésbé használható.
Heszberger Zalán, docens, TMIT Gulyás András, tud. főmunkatárs, TMIT Majdán András, doktorvárományos, TMIT Biró András, BSc hallgató Balázs László, BSc hallgató Németh Vilmos, BME FIEK, Bíró József, egyetemi tanár, TMIT
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-69984-0_25
